Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  zarmxt1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zarmxt1 34058
Description: The Zariski topology restricted to maximal ideals is T1 . (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Jun-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
zartop.1 𝑆 = (Spec‘𝑅)
zartop.2 𝐽 = (TopOpen‘𝑆)
zarmxt1.1 𝑀 = (MaxIdeal‘𝑅)
zarmxt1.2 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
Assertion
Ref Expression
zarmxt1 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Fre)

Proof of Theorem zarmxt1
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑙 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zartop.1 . . . 4 𝑆 = (Spec‘𝑅)
2 zartop.2 . . . 4 𝐽 = (TopOpen‘𝑆)
31, 2zartop 34054 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝐽 ∈ Top)
4 zarmxt1.1 . . . 4 𝑀 = (MaxIdeal‘𝑅)
54fvexi 6856 . . 3 𝑀 ∈ V
6 zarmxt1.2 . . . 4 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
7 resttop 23116 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 ∈ V) → (𝐽t 𝑀) ∈ Top)
86, 7eqeltrid 2841 . . 3 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 ∈ V) → 𝑇 ∈ Top)
93, 5, 8sylancl 587 . 2 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Top)
10 eqid 2737 . . . . . . . . . . 11 (LSSum‘(mulGrp‘𝑅)) = (LSSum‘(mulGrp‘𝑅))
1110mxidlprm 33563 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → 𝑚 ∈ (PrmIdeal‘𝑅))
1211ex 412 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → (𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅) → 𝑚 ∈ (PrmIdeal‘𝑅)))
1312ssrdv 3941 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ CRing → (MaxIdeal‘𝑅) ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
1413adantr 480 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (MaxIdeal‘𝑅) ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
15 eqid 2737 . . . . . . 7 (PrmIdeal‘𝑅) = (PrmIdeal‘𝑅)
1614, 4, 153sstr4g 3989 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
17 sseq2 3962 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 = 𝑙 → (𝑖𝑗𝑖𝑙))
1817cbvrabv 3411 . . . . . . . . . . . 12 {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑙}
19 sseq1 3961 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑖 = 𝑘 → (𝑖𝑙𝑘𝑙))
2019rabbidv 3408 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 = 𝑘 → {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑙} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
2118, 20eqtrid 2784 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 = 𝑘 → {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
2221cbvmptv 5204 . . . . . . . . . 10 (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (𝑘 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
231, 2, 15, 22zartopn 34053 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) ∧ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽)))
2423adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) ∧ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽)))
2524simpld 494 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)))
26 toponuni 22870 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) → (PrmIdeal‘𝑅) = 𝐽)
2725, 26syl 17 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (PrmIdeal‘𝑅) = 𝐽)
2816, 27sseqtrd 3972 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 𝐽)
29 simpl 482 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑅 ∈ CRing)
3029crngringd 20193 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑅 ∈ Ring)
31 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 𝑇)
326unieqi 4877 . . . . . . . . . . . 12 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
3331, 32eleqtrdi 2847 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 (𝐽t 𝑀))
343adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝐽 ∈ Top)
35 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 𝐽 = 𝐽
3635restuni 23118 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 𝐽) → 𝑀 = (𝐽t 𝑀))
3734, 28, 36syl2anc 585 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 = (𝐽t 𝑀))
3833, 37eleqtrrd 2840 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚𝑀)
3938, 4eleqtrdi 2847 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅))
40 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4140mxidlidl 33556 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅))
4230, 39, 41syl2anc 585 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅))
43 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (LIdeal‘𝑅) = (LIdeal‘𝑅)
4422, 43zarclssn 34051 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ({𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ↔ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)))
4544biimpar 477 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → {𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚))
4629, 42, 39, 45syl21anc 838 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚))
4722funmpt2 6539 . . . . . . . 8 Fun (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})
48 fvex 6855 . . . . . . . . . . 11 (PrmIdeal‘𝑅) ∈ V
4948rabex 5286 . . . . . . . . . 10 {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙} ∈ V
5049, 22dmmpti 6644 . . . . . . . . 9 dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (LIdeal‘𝑅)
5142, 50eleqtrrdi 2848 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
52 fvelrn 7030 . . . . . . . 8 ((Fun (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) ∧ 𝑚 ∈ dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})) → ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5347, 51, 52sylancr 588 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5446, 53eqeltrd 2837 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5524simprd 495 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽))
5654, 55eleqtrd 2839 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘𝐽))
5738snssd 4767 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ⊆ 𝑀)
5835restcldi 23129 . . . . 5 ((𝑀 𝐽 ∧ {𝑚} ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ {𝑚} ⊆ 𝑀) → {𝑚} ∈ (Clsd‘(𝐽t 𝑀)))
5928, 56, 57, 58syl3anc 1374 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘(𝐽t 𝑀)))
606fveq2i 6845 . . . 4 (Clsd‘𝑇) = (Clsd‘(𝐽t 𝑀))
6159, 60eleqtrrdi 2848 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇))
6261ralrimiva 3130 . 2 (𝑅 ∈ CRing → ∀𝑚 𝑇{𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇))
63 eqid 2737 . . 3 𝑇 = 𝑇
6463ist1 23277 . 2 (𝑇 ∈ Fre ↔ (𝑇 ∈ Top ∧ ∀𝑚 𝑇{𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇)))
659, 62, 64sylanbrc 584 1 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Fre)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  wral 3052  {crab 3401  Vcvv 3442  wss 3903  {csn 4582   cuni 4865  cmpt 5181  dom cdm 5632  ran crn 5633  Fun wfun 6494  cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  t crest 17352  TopOpenctopn 17353  LSSumclsm 19575  mulGrpcmgp 20087  Ringcrg 20180  CRingccrg 20181  LIdealclidl 21173  Topctop 22849  TopOnctopon 22866  Clsdccld 22972  Frect1 23263  PrmIdealcprmidl 33528  MaxIdealcmxidl 33552  Speccrspec 34040
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-ac2 10385  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-rpss 7678  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-oadd 8411  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fi 9326  df-dju 9825  df-card 9863  df-ac 10038  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-fz 13436  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-rest 17354  df-topn 17355  df-0g 17373  df-topgen 17375  df-mre 17517  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-submnd 18721  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-subg 19065  df-cntz 19258  df-lsm 19577  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-rng 20100  df-ur 20129  df-ring 20182  df-cring 20183  df-subrg 20515  df-lmod 20825  df-lss 20895  df-lsp 20935  df-sra 21137  df-rgmod 21138  df-lidl 21175  df-rsp 21176  df-lpidl 21289  df-top 22850  df-topon 22867  df-bases 22902  df-cld 22975  df-t1 23270  df-prmidl 33529  df-mxidl 33553  df-idlsrg 33594  df-rspec 34041
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator